[實(shí)用新型]一種礦井風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420409136.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN204113701U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 玄兆燕;薛琦;謝世滿;唐佳明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北聯(lián)合大學(xué)
• 主分類號(hào): F04D27/00
• 分類號(hào): F04D27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種礦井風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

礦井風(fēng)機(jī)是用于向井下輸送新鮮空氣，并將有害、有毒氣體以及粉塵從井下帶走，保證井下工作順利進(jìn)行，保證工作人員的人身安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，70％以上的煤礦事故是由于通風(fēng)設(shè)備出現(xiàn)故障致使通風(fēng)不良，通風(fēng)管理不善等原因造成的，而煤礦事故的發(fā)生不僅會(huì)給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)危及工作人員的生命安全，產(chǎn)生惡劣的社會(huì)影響。目前礦山設(shè)備的檢修模式多是采用傳統(tǒng)的定期維修，即對(duì)機(jī)器的檢修是按周期進(jìn)行的，到了規(guī)定時(shí)間，不論機(jī)器有無故障都要對(duì)全部機(jī)器進(jìn)行拆機(jī)檢修，而未到規(guī)定時(shí)間，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)些小的毛病，有時(shí)也會(huì)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。這種維修方式不僅會(huì)造成維修過剩、降低設(shè)備的利用率、影響經(jīng)濟(jì)效益，而“帶病”運(yùn)行很有可能造成重大事故。另外定期維修還會(huì)增加設(shè)備的總體故障率，有許多案例說明，原本穩(wěn)定的設(shè)備，經(jīng)過維修反而更易出現(xiàn)故障，這是因?yàn)榫S修之前系統(tǒng)本身處于穩(wěn)定的狀態(tài)，然而經(jīng)過維修拆裝，進(jìn)行再組合時(shí)，安裝精度已達(dá)不到原來的要求。此外，目前的診斷通常根據(jù)某種診斷方法給出唯一的診斷結(jié)論，忽略了多重故障發(fā)生的可能，造成診斷結(jié)果單一、絕對(duì)化。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于提供一種礦井風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，以先進(jìn)的故障監(jiān)測與診斷技術(shù)，完成傳統(tǒng)維修方式的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)按狀態(tài)維修；通過本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)實(shí)時(shí)采集，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，設(shè)備運(yùn)行正常值、預(yù)報(bào)警值和停機(jī)范圍值的設(shè)置、顯示和報(bào)警提示；根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況利用層次分析法進(jìn)行診斷，得出故障發(fā)生概率，改變傳統(tǒng)的單一診斷結(jié)論。

為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種礦井風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，包括：

安裝于風(fēng)機(jī)各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)上的振動(dòng)傳感器以獲得風(fēng)機(jī)振動(dòng)狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)；

與傳感器相連的用以完成傳感器數(shù)據(jù)預(yù)處理的信號(hào)調(diào)理設(shè)備；

與信號(hào)調(diào)理設(shè)備相連的端子板及數(shù)據(jù)采集卡，采集經(jīng)調(diào)理后的模擬數(shù)據(jù)，將模擬數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)采集卡插入工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的PCI總線插槽內(nèi)，用于在計(jì)算機(jī)控制下完成多路傳感器信號(hào)的采集工作，在作為控制核心的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上安裝有本地監(jiān)測與診斷軟件，同時(shí)在遠(yuǎn)程終端上安裝有遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷軟件。內(nèi)含采集控制模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊、在線診斷模塊、信息管理模塊和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)實(shí)時(shí)采集，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，設(shè)備運(yùn)行正常值、預(yù)報(bào)警值和停機(jī)范圍值的設(shè)置、顯示和報(bào)警提示，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況通過層次分析法進(jìn)行診斷，得出故障發(fā)生概率，建立有線通訊網(wǎng)絡(luò)，利用共享變量技術(shù)共享數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)異地實(shí)時(shí)監(jiān)測與診斷。

進(jìn)一步，在上述系統(tǒng)中，所述傳感器為振動(dòng)速度傳感器和霍爾傳感器，振動(dòng)速度傳感器獲取風(fēng)機(jī)振動(dòng)模擬數(shù)據(jù)，霍爾傳感器獲取風(fēng)機(jī)運(yùn)行位置數(shù)據(jù)；選擇風(fēng)機(jī)電機(jī)輸出端、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子前端和后端作為振動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)，每點(diǎn)分別設(shè)置橫向和縱向監(jiān)測點(diǎn)；轉(zhuǎn)軸某一位置安裝磁鋼片，作為信號(hào)起始位置，霍爾傳感器具該位置10mm安裝。

進(jìn)一步，在上述系統(tǒng)中，所述信號(hào)調(diào)理設(shè)備為振動(dòng)烈度監(jiān)控儀，具有信號(hào)放大、濾波功能，可進(jìn)行有效值線性檢波計(jì)算，計(jì)算值通過硬件顯示屏顯示以及預(yù)警報(bào)警設(shè)定、指示。

進(jìn)一步，在上述系統(tǒng)中，所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備為PCI數(shù)據(jù)采集卡，可實(shí)現(xiàn)多通道高速同步采集。

進(jìn)一步，在上述系統(tǒng)中，所述軟件系統(tǒng)包含采集控制模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊、在線診斷模塊、信息管理模塊和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布模塊。

進(jìn)一步，在上述系統(tǒng)中，所述采集控制模塊控制采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；通過采集模塊可實(shí)現(xiàn)采集方式控制、過程參數(shù)及通道設(shè)置、采集設(shè)備功能設(shè)置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集；所述實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊對(duì)單機(jī)振動(dòng)測點(diǎn)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，包括實(shí)時(shí)烈度值、烈度級(jí)別、預(yù)警報(bào)警狀態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)烈度的儀表顯示、趨勢顯示和時(shí)域信號(hào)顯示三種顯示界面切換，并且可對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行人工切換；所述現(xiàn)場診斷模塊對(duì)設(shè)備各振動(dòng)測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)診斷和歷史數(shù)據(jù)診斷，診斷過程依據(jù)時(shí)域分析、頻域分析、穩(wěn)定性分析和軸心軌跡分析過程及其所對(duì)應(yīng)的22種征兆參量，利用多目標(biāo)層次分析法、模糊綜合評(píng)判法，定量計(jì)算故障權(quán)重矩陣，與征兆參量結(jié)合給出各種故障發(fā)生的概率；診斷結(jié)果可以Word文本形式輸出；所述信息管理模塊包括采樣數(shù)據(jù)、用戶信息、診斷信息、報(bào)警信息、參量閾值和系統(tǒng)信息管理；構(gòu)建關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫保存采樣數(shù)據(jù)、用戶信息、診斷信息、報(bào)警信息；構(gòu)建系統(tǒng)配置文件保存參量閾值和系統(tǒng)信息；根據(jù)采樣數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種按時(shí)間距離逐段遞減的數(shù)據(jù)存數(shù)方法，大幅度減小數(shù)據(jù)量。